DE4335898C2 - Method and device for inerting cavities with a high-pressure mixing head for reactive polyurethane components - Google Patents
Method and device for inerting cavities with a high-pressure mixing head for reactive polyurethane componentsInfo
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Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Inertisieren von Hohlräumen mit einem Hochdruckmischkopf für reaktionsfähige Polyurethan- Komponenten und eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens.The invention relates to a method for inerting cavities with a high pressure mixing head for reactive polyurethane Components and an apparatus for performing the method.
In einer Mischvorrichtung werden die reaktionsfähigen Polyurethankomponenten Polyol und Isocyanat unter hohem Druck über mit Düsen versehenen Eintrittsöffnungen gegeneinander verdüst und dabei intensiv vermischt. Die Vermischung erfolgt in einer zylindrischen Mischkammer, die am vorderen Ende einen Auslauf des Reaktionsge misches ins Freie bzw. in eine offene Form oder einen geschlossenen Formenhohl raum ermöglicht. Die zylindrische Mischkammer wird nach Beendigung des Mischvor ganges mit einem hydraulisch betätigten Reinigungs- und Steuerkolben, der sich wäh rend des Mischens in der hinteren Endstellung befindet, dadurch gereinigt, daß der Reinigungs- und Steuerkolben zur vorderen Stellung bewegt wird und dabei das Komponentengemisch rückstandsfrei und ohne Spül- und Reinigungsmittel aus der Austrittsöffnung der Mischkammer in die Form ausgestoßen wird.In a mixing device, the reactive polyurethane components are polyol and isocyanate under high pressure via inlet openings provided with nozzles atomized against each other and mixed intensely. The mixing takes place in one cylindrical mixing chamber, which at the front end of an outlet of the reaction mix outdoors or in an open form or a closed mold hollow allows space. The cylindrical mixing chamber is after the mixing vorvor ganges with a hydraulically operated cleaning and control piston that moves rend is in the rear end position, cleaned by the fact that the Cleaning and control piston is moved to the front position while doing so Component mixture residue-free and without detergent and cleaning agents from the Outlet opening of the mixing chamber is ejected into the mold.
Gleichzeitig werden die Komponenten in der vorderen Endstellung des Reinigungs- und Steuerkolbens unabhängig voneinander über die Düsen und im Reinigungs- und Steuerkolben befindliche Nuten sowie im Gehäuse angeordneten Rücklaufbohrungen wieder zurück zur Dosiermaschine gefördert, so daß während der meist sehr kurzen Mischpausen eine Rezirkulation von Komponentenbehälter-Dosierpumpe-Mischvor richtung-Komponentenbehälter erfolgt.At the same time, the components in the front end position of the cleaning and Control piston independently of one another via the nozzles and in the cleaning and Control piston grooves and return bores arranged in the housing conveyed back to the dosing machine, so that during the usually very short Mixing pauses a recirculation of component container-dosing pump-mixing pre direction component container.
Im Zuge der FCKW-Ablösung werden zunehmend pentangetriebene Polyurethan schäume eingesetzt. Dies bedingt besondere Sicherheitsvorkehrungen, da Pentan in Verbindung mit dem Luftsauerstoff zu einem explosiven Gemisch führen kann. Insbe sondere beim Füllen geschlossener Behältnisse, wie z. B. Leergehäuse von Kühl- und Gefrierschränken, deren Ummantelung teilweise aus Kunststoff besteht, können durch die Fließbewegung des Schaumes elektrostatische Aufladungen entstehen, die unter Umständen zu einer Explosion führen. Deshalb wird vor dem Einbringen des Schaumes der Luftsauerstoff durch Eindüsen eines inerten Gases, wie z. B. Stickstoff, verdrängt. Dies führt zu zusätzlichen Aufwendungen, auch zu einer Verlängerung der Taktzeiten. Deshalb besteht die Forderung, insbesondere bei automatisch arbeitenden Anlagen, das Inertgas kurz vor dem Schaumeintrag über die gleiche Vorrichtung in den Formenhohlraum zu geben mit der anschließend der Polyurethanschaum eingetragen wird.In the course of the CFC replacement, pentan-driven polyurethane is increasingly used foams used. This requires special safety precautions, since pentane in Combination with atmospheric oxygen can lead to an explosive mixture. In particular especially when filling closed containers, such as. B. Empty housing of cooling and Freezers, the casing of which is partly made of plastic, can be opened the flow movement of the foam creates electrostatic charges that under May cause an explosion. Therefore, before introducing the Foam the atmospheric oxygen by injecting an inert gas, such as. B. nitrogen, repressed. This leads to additional expenses, including an extension of the Cycle times. That is why there is a demand, especially for those who work automatically Installations, the inert gas shortly before the foam entry via the same device in the To enter mold cavity with which the polyurethane foam is then inserted becomes.
Bekannte Verfahren und Vorrichtungen beinhalten das Zudosieren einer dritten Kom ponente in die Mischkammer gleichzeitig mit dem Eintritt der Reaktionskomponenten durch die gegenüberliegenden Düsen. So ist in der EP 0196345 A1 eine Vorrichtung be schrieben, bei der in die Mischkammer in der Ebene der Komponenteneintrittsöffnun gen eine dritte Bohrung eingebracht ist, an der ein Dosierventil angeschlossen ist. Über dieses Ventil können gleichzeitig mit den Reaktionskomponenten weitere Zusatzstoffe zugegeben werden.Known methods and devices involve metering a third comm component into the mixing chamber simultaneously with the entry of the reaction components through the opposite nozzles. So in EP 0196345 A1 a device is wrote in the in the mixing chamber in the plane of the component inlet openings a third hole is made, to which a metering valve is connected. about this valve can add other additives at the same time as the reaction components be added.
Die Gleichzeitigkeit der Zugabe ist durch die Anordnung aller Bohrungen in einer Ebene und die Steuerung der Bohrungsfreigabe durch den einen Kolben bedingt.The simultaneity of the addition is due to the arrangement of all holes in one Level and the control of the bore clearance due to the one piston.
Diese Lösung ist für den Anwendungsfall nicht relevant, da Inertgas und Reaktions komponenten zeitlich nacheinander und unvermischt über die Mischkammer in den zu schäumenden Formenhohlraum einzubringen sind.This solution is not relevant for the application, since inert gas and reaction components one after the other and unmixed via the mixing chamber in the foaming mold cavity are to be introduced.
In der DE-OS 20 29 719 wird eine Vorrichtung unter Schutz gestellt, bei der durch eine oder mehrere Eintrittsöffnungen neben den gegenüberliegenden Eintrittsöffnungen der Reaktionskomponenten Füllstoffe in die Mischkammer gegeben werden.In DE-OS 20 29 719, a device is placed under protection in which or several entry openings next to the opposite entry openings of the Reaction components fillers are added to the mixing chamber.
Auch bei dieser Vorrichtung ist durch die Anordnung der Bohrungen sowie der Steue rung des Kolbens ein Öffnen aller Bohrungen und der zeitgleiche Eintritt aller Kompo nenten in die Mischkammer gewollt und nur dieses möglich.In this device too, the arrangement of the bores and the control means opening of the piston and the simultaneous entry of all compo wanted into the mixing chamber and only this possible.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, bei denen zeitlich nacheinander und stofflich getrennt ein Inertgas und die Reaktionskomponenten über die gleiche Mischkammer der eingangs beschriebenen Art der Hochdruck-Mischköpfe dosierbar sind.The invention is based on the object of a method and an apparatus create in which an inert gas and the Reaction components via the same mixing chamber of the type described above the high pressure mixing heads can be dosed.
Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. eine Vorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 4 gelöst.This object is achieved by a method with the features of claim 1 or solved a device with the features of claim 4.
Durch die Anord nung einer Inertisierungsbohrung in Richtung Austrittsöffnung vor der Ebene der ge genüberliegenden Eintrittsöffnungen bzw. Düsen der Reaktionskomponenten besteht die Möglichkeit, das Inertgas zeitlich und stofflich getrennt vor dem Austritt des Reak tionsgemisches über die Austrittsöffnung in den zu schäumenden Formenhohlraum zu dosieren. Damit sind als Vorteile gegenüber bislang bekannten technischen Lösungen zu nennen:By the arrangement an inerting hole in the direction of the outlet opening in front of the ge there are opposite inlet openings or nozzles of the reaction components the possibility of separating the inert gas in terms of time and material prior to the exit of the reak tion mixture via the outlet opening into the mold cavity to be foamed dose. This is an advantage over previously known technical solutions to call:
- 1. Eine zeitlich und stofflich unabhängige Dosierung des Inertgases und des Reak tionsgemisches ist gegeben.1. A time and material independent dosage of the inert gas and the reac tion mixture is given.
- 2. Auch während der Inertgasdosierung bleiben die Reaktionskomponenten über die im Reinigungs- und Steuerkolben eingearbeiteten Steuernuten in Rezirkulation.2. Even during the inert gas metering, the reaction components remain above control grooves incorporated in the cleaning and control piston in recirculation.
- 3. Für das Dosieren des Inertgases ist kein gesondertes Dosieraggregat, wie z. B. Füllpistole, notwendig.3. For the dosing of the inert gas is no separate metering unit, such as. B. Filling gun, necessary.
- 4. Insbesondere bei automatisch arbeitenden Anlagen ist nur ein geringer zusätzlicher Zeitaufwand von ca. 3-4 Sekunden für die Inertisierung notwendig.4. Especially in the case of automatically operating systems, there is only a small additional one Time required of about 3-4 seconds for the inerting.
- 5. Die Verweilstellung des Kolbens bis zum nächsten Inertisierungsvorgang wird un mittelbar nach dem Reinigungshub eingenommen. Diese kann mit der Inertisierungs stellung S2 identisch sein und liegt dann zwischen der vorderen Endstellung S1 und der hinteren Endstellung S3 an einer Stelle, an der die Bohrung zum Eintritt des lnertgases in die Mischkammer frei ist, aber die Reaktionskomponenten über die im Reinigungs- und Steuerkolben eingebrachten Steuernuten in Rezirkulation bleiben. Auf Grund der geringen Haftkräfte zwischen Kolben und zylindrischer Mischkammer kann der Reinigungs- und Steuerkolben besonders feinfühlig in die Inertisierungsposi tion S2 gefahren werden.5. The dwelling position of the piston until the next inerting process becomes un taken indirectly after the cleaning stroke. This can be done with the inerting position S2 be identical and is then between the front end position S1 and the rear end position S3 at a point where the hole for the entry of the Inert gas is free in the mixing chamber, but the reaction components over the in Cleaning grooves and control pistons in the control grooves remain in recirculation. Due to the low adhesive forces between the piston and the cylindrical mixing chamber the cleaning and control piston can be particularly sensitive to the inerting posi tion S2.
- 6. Die Verweilstellung des Kolbens bis zum nächsten Inertisierungsvorgang kann auch die vordere Endstellung S1 sein. Da nach größeren Arbeitspausen durch das Festschäumen des Kolbens die Losreißkräfte sehr groß sind, erfolgt die Bewegung des Kolbens mit stark herabgesetzter Geschwindigkeit, so daß die Inertisierungsstel lung exakt erreichbar ist.6. The piston can also remain in place until the next inerting process the front end position S1. Because after longer breaks from work The piston is foamed and the tearing forces are very large, the movement takes place of the piston at a greatly reduced speed, so that the inerting point lung is exactly attainable.
Die Erfindung wird nachfolgend an Hand der in den Zeichnungen Fig. 1 bis Fig. 4 schematisch dargestellten Vorrichtungen erläutert. The invention is explained below with reference to apparatus shown schematically in the drawings Fig. 1 to Fig. 4.
Fig. 1 zeigt einen Mischkopf, bei dem sich der Reinigungs- und Steuerkol ben 1 in der vorderen Endstellung S1 des Gehäuses 10 befindet. Die Reaktionskom ponenten strömen von den Düsen 5 über die Steuernuten 4 zu den Rücklaufbohrun gen 11 und befinden sich somit in Rezirkulation. Die Inertisierungsbohrung 2 ist durch den Reinigungs- und Steuerkolben 1 überdeckt und das Ventil 3 ist ebenfalls geschlos sen. Fig. 1 shows a mixing head, in which the cleaning and control piston ben 1 is in the front end position S1 of the housing 10 . The reaction components flow from the nozzles 5 via the control grooves 4 to the return bores 11 and are thus in recirculation. The inerting bore 2 is covered by the cleaning and control piston 1 and the valve 3 is also closed.
Vor dem Inertisierungsvorgang bewegt sich der Reinigungs- und Steuerkolben 1 lang sam in die Inertisierungsstellung S2, wie in Fig 2 dargestellt. Die Inertisierungsbohrung 2 ist freigegeben, während das Ventil 3 noch geschlossen ist. Die Reaktionskompo nenten rezirkulieren analog Fig. 1.Before the inerting process, the cleaning and control piston 1 slowly moves into the inerting position S2, as shown in FIG. 2 . The inerting bore 2 is released while the valve 3 is still closed. The reaction components recirculate analogously to FIG. 1.
In Fig. 3 befindet sich der Reinigungs- und Steuerkolben 1 weiterhin in der Inertisie rungsstellung S2. Das Ventil 3 ist, wie dargestellt, geöffnet, so daß das Inertgas über die Mischkammer 7, deren Austrittsöffnung 8 in den Formenhohlraum 12 strömt.In Fig. 3, the cleaning and control piston 1 is still in the inerting position S2. The valve 3 is, as shown, opened so that the inert gas flows through the mixing chamber 7 , the outlet opening 8 of which flows into the mold cavity 12 .
Durch Schließen des Ventils 3 wird die zeit- und/oder mengenabhängige Dosierung des Inertgases beendet, entsprechend der bildlichen Darstellung von Fig. 2.By closing the valve 3 , the time-dependent and / or quantity-dependent metering of the inert gas is ended, in accordance with the illustration in FIG. 2.
Danach erfolgt das schnelle Zurückfahren des Reinigungs- und Steuerkolbens 1 in die hintere Endstellung S3, wie in Fig. 4 dargestellt ist. Die Reaktionskomponenten treffen aus den Düsen 5 kommend in der Mischkammer 7 aufeinander, werden dort im Gegenstrom intensiv vermischt und gelangen über die Austrittsöffnung 8 in den Formenhohlraum 12. Das Ventil 3 bleibt hierbei geschlossen.The cleaning and control piston 1 is then quickly returned to the rear end position S3, as shown in FIG. 4. The reaction components come from the nozzles 5 into one another in the mixing chamber 7 , are intensively mixed there in countercurrent and pass through the outlet opening 8 into the mold cavity 12 . The valve 3 remains closed.
Nach Beendigung des Mischvorganges erfolgt die Reinigung der Mischkammer 7 durch Bewegen des Reinigungs- und Steuerkolbens 1 in die vordere Endstellung S1. Dabei wird gleichzeitig die Rezirkulation der Reaktionskomponenten über die Düsen 5, die Steuernuten 4 und die Rücklaufbohrungen 11 wiederhergestellt. Dies entspricht wieder der bildlichen Darstellung von Fig. 1.After the mixing process has ended, the mixing chamber 7 is cleaned by moving the cleaning and control piston 1 into the front end position S1. At the same time, the recirculation of the reaction components via the nozzles 5 , the control grooves 4 and the return bores 11 is restored. This again corresponds to the pictorial representation in FIG. 1.
Die Verweilposition des Reinigungs- und Steuerkolbens 1 bis zum Einleiten des nächsten Inertisierungs- und Mischvorganges erfolgt vorzugsweise in der Inertisie rungsstellung S2, wie in Fig. 2 dargestellt. Alternativ hierzu ist das Verweilen aber auch in der vorderen Endstellung S1, wie in Fig. 1 dargestellt, möglich. The dwell position of the cleaning and control piston 1 until the initiation of the next inerting and mixing process is preferably carried out in the inerting position S2, as shown in FIG. 2. Alternatively, it is also possible to stay in the front end position S1, as shown in FIG. 1.
Wie aus Fig. 1, 2, und 3 ersichtlich ist, sind die Inertisierungsbohrung 2, die Düsen 5, die Rücklaufbohrungen 11, die Länge der Steuernuten 4 und die Inertisierungsstellung S2 des Reinigungs- und Steuerkolbens 1 maßlich so aufeinander abgestimmt, daß in der vorderen Endstellung S1 und in der Inertisierungsstellung S2 die Düsen 5, die Steuernuten 4 und die Rücklaufbohrungen 11 in Verbindung stehen, womit die Rezirkulation der Reaktionskomponenten möglich wird.As can be seen from FIGS. 1, 2 and 3, the inerting bore 2 , the nozzles 5 , the return bores 11 , the length of the control grooves 4 and the inerting position S2 of the cleaning and control piston 1 are dimensionally matched to one another such that in the front End position S1 and in the inerting position S2 the nozzles 5 , the control grooves 4 and the return bores 11 are connected, whereby the recirculation of the reaction components is possible.
Die Anordnung des Signalgebers 6 und der Wegmarkierung 9 gemäß Fig. 2 und 3 sind so aufeinander abgestimmt, daß in der Inertisierungsstellung S2 des Reinigungs- und Steuerkolben 1 einerseits die Inertisierungsbohrung 2 durch den Reinigungs- und Steuerkolbens 1 freigegeben ist und andererseits die Düsen 5 noch mit den Steuernuten 4 und den Rücklaufbohrungen 11 in Verbindung stehen.The arrangement of the signal transmitter 6 and the path marking 9 according to FIGS. 2 and 3 are coordinated with one another in such a way that, in the inerting position S2 of the cleaning and control piston 1, on the one hand the inerting bore 2 is released through the cleaning and control piston 1 and on the other hand the nozzles 5 are still communicate with the control grooves 4 and the return bores 11 .
BezugszeichenlisteReference list
1 - Reinigungs- und Steuerkolben
2 - Inertisierungsbohrung
3 - Ventil
4 - Steuernuten
5 - Düsen
6 - Signalgeber
7 - Mischkammer
8 - Austrittsöffnung
9 - Wegmarkierung
10 - Gehäuse
11 - Rücklaufbohrungen
12 - Formenhohlraum
S1 - vordere Endstellung
S2 - Inertisierungsstellung
S3 - hintere Endstellung 1 - Cleaning and control pistons
2 - Inerting hole
3 - valve
4 - control grooves
5 - nozzles
6 - Signal generator
7 - mixing chamber
8 - outlet opening
9 - way marking
10 - housing
11 - return holes
12 - mold cavity
S1 - front end position
S2 - inertization position
S3 - rear end position
Claims (5)
Priority Applications (1)
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DE4335898A DE4335898C2 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Method and device for inerting cavities with a high-pressure mixing head for reactive polyurethane components |
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DE4335898A1 DE4335898A1 (en) | 1995-04-27 |
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DE4335898A Expired - Fee Related DE4335898C2 (en) | 1993-10-21 | 1993-10-21 | Method and device for inerting cavities with a high-pressure mixing head for reactive polyurethane components |
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